Исследование синергетических эффектов в пламенах смесей метана и монооксида углерода с воздухом

Методом численного моделирования установлено, что замена в богатой смеси части метана монооксидом углерода с сохранением коэффициента избытка горючего приводит к уменьшению эффекта сверхадиабатических температур, обусловленного конкуренцией химических реакций. Это было объяснено снижением содержания $\mathrm{H}$ в горючей смеси и уменьшением сверхравновесной концентрации воды в продуктах сгорания. С помощью метода меченых атомов в численном моделировании и сравнительного анализа скоростей расходования $\mathrm{CH}_4$ и $\mathrm{CO}$ установлено, что расходование обоих горючих в пламени $\mathrm{CH}_4/\mathrm{CO}$/воздух является конкурентным путем реакции и монооксид $\mathrm{CO}$ не играет роли инертного компонента в низкотемпературной области фронта (вопреки утверждениям ряда авторов). При этом скорость расходования $\mathrm{CH}_4$ намного выше скорости расходования $\mathrm{CO}$ благодаря большему числу путей расходования $\mathrm{CH}_4$ и их более высокой скорости. Ключевую роль в увеличении концентрации атома $\mathrm{H}$ в пламени при переходе от метановоздушной смеси к смеси $\mathrm{CH}_4/\mathrm{CO}$/воздух играют те же реакции, что и увеличивают скорость тепловыделения: $\mathrm{O}+\mathrm{CH}_3=\mathrm{H}+\mathrm{CH}_2\mathrm{O}$ и $\mathrm{CO}+\mathrm{OH}=\mathrm{CO}_2+\mathrm{H}$. Полученные результаты и их сравнение с литературными данными позволяют сделать вывод о том, что увеличение скорости выделения тепла и, следовательно, скорости распространения пламени будет сильнее в богатых смесях, поскольку теплофизический эффект там выше.